Электрофотографический материал Советский патент 1983 года по МПК G03G5/82 

(54).ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЯ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к электрографии и может быть применено в инфракрасной фотографии для регистрации оптической, информации электрофотографическим способом. , .

Известен электрофотографический материал, состоящий из фоточувствительного слоя, нанесенного на токопроводящую подложку, причем в качестве фоточувствительного слоя из неорганического фотополупроводника применяют селен с добавкой висмута. Опти-мальная светочувствительность в этом слое достигается при концентрации висмута 2 ат. % 11 3.

Однако, несмотря на то, что при введении висмута спектральная область светочувствительности расширяется от 550 до 750 нм, абсолютная величина светочувствительности к монохроматическому свету в этой области спектра не выше слоев селена, что значительно сужает область применения этих слоев. Кроме того, недостатком слоя на основе сплавов. . селена с висмутом является его высокая кристаллизационная способность и низкая износостойкость, которые связаны с физико-химическими особенностями стеклообразного селена.

Известны слои на основе сплавов системы As- Se- Sb, нанесенных на электропроводящую подложку, причем величина светочувствительности слоев As - Se - Sb оптимального состава в 12 раз больые, чем селена. Максимальное значение светочувствительности кбелому свету слоев селена 0,15 - 0,2 , оптимальная све10точувствительность слоев As - Se - Sb должна быть равной 1,8 - 2,4 як с- Спектральная область светочувствительности слоев As- Se- Sb распространяется до 700 нм (фиг. 1, кривая 6),

15 что значительно шире спектральной , области светочувствительности слоев селена (Фиг. 1, кривая 7) 2).

Недостатком этих слоев является большая зависимость абсолютной вели20чины светочувствительности от длины волны монохроматического света. Например, по сравнению со светочувствительностью при длине волны А 400-420 нм, светочувствительность

25 при А 700 нм примерно в 20 раз меньше СФиг. 1, кривая 6 ). Большое различие абсолютных значений светочувствительности в различных областях видимой области спектра значи30тельно ограничивает область применания этих слоев, например, в цветной электрофотографии, так как при полу чении цветного изображения производится экспонирование через ряд филь ров, в том числе через красный (Д 700 нм). Следовательно, слои в этом случае должны обладать высокой .светочувствительностью во всей види мой области спектра. С другой сторо ны, для работы в инфракрасной электрофотографии необходимы материалы, обЛсщающие высокой фоточувствительностью не только в видимой, но и в инфракрасной области спектра. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является эле трофотографический материал, состоя щий из электропроводящей подложки и нанесенного на нее соединения стехиометрическом количестве элементов 3 . Материал обладает более широкой спектральной областью светочувствительности и достаточно высокой абсо лютной величиной светочувствительности к монохроматическому свету в видимой области спектра (фиг. 1, кривая 2), однако эта величина светочувствительности все же не является достаточно высокой. Недостатком слоев AsrjSej также является характерное уменьшение величины свето чувствительности при увеличении дли ны волны видимого света (например, при Л 700 нм и Л 420 нм светочувствительность соответственно рав на 600 и 40м/Дж) , которое хотя и меньше, чем для слоев на основе- системы As - Se - Se. Указанные недос татки слоев As2Se ограничивают область их применения и не позволяют, использовать их в перспективных раз работках электрофотографической аппаратуры. Например, для создания вы сокопроизводительной аппаратуры ротационного типа, а также создания принципиально НОВЕЛХ устройств цветного электрофотографирования необхо димы слои с еще большей светочувствительностью во всей видимой област спектра и более широкой областью ее спектрального распределения. При этом слои должны обладать стабильностью свойств и высокой климатоустойчивостью.. Целью изобретения является повышение светочувствительности электрофотографического материала во всей видимой области спектра и расширение спектральной области светочувствительности в инфракрасную область. Указанная цель достигается тем, что в электрофотографическом материале, состоящем из электропроводящей подложки и нанесенного на нее неорга нического фотополупроводника, фотополупроводниковый слой выполнен из сплава, содержащего 99,5-98 мол.% AsjSe и 0,5-2 мол.% . При количестве Bi Se менее О , 5мол.% светочувствительность слоя по сравнению со светочувствительностью слоя AsrjSe- , взятого в качестве прототипа, возрастает незначительно и необходимая эффективность не достигается. При концентрации BijSe свыше 2 мол.% слои обладают настолько быстрой скоростью темновой разрядки, что исключают возможность их практического использования. На фиг. 1 показано спектральное распределение светочувствительности электрофотографических слоев; на фиг.2конструкция предлагаемого материала, состоящего из подложки 1 и фотополупроводникового слоя 2. Пример. Сплав системы AsriSe - Bi.Sej, содержащий 0,5 мол.% , размельчают и в количестве, обеспечивающем при его испарении толщину слоя 25-30 мкм, загружают в тигель и устанавливают в вакуумную .камеру.- В качестве подложек исполь- зуют -пластины из дюралюминиевого сплава: Д1бТ, латунь, медь и т.д., , обработанные до 10-11-го класса чистоты поверхности. Перед напылением слоя подложку подготавливают следующим образом: протирают тканевым тампоном, смоченным в бензине, от остатков полировочной пасты. Затем подложку обезжиривают горячим раствором на основе поверхностно-активного вещества ОП-7 (температура раствора 70-80с) . После тщательной промывки подложки последовательно проточной горячей, холодной и дистиллированной водой ее высушивают и устанавливают в вакуумную камеру на термоплиту. Создают вакуум I-IO -I-IO MM рт.ст. Температуру подложки поднимают до 180±10°С. Устанавливают температуру тигля, равную 360±5с. Скорость конденсации при напылении слоя 1,5 2 мкм/мин. После напыления слой охлаждают в вакууме естественным образом. Полученный электрофотографический материал при толщине слоя 30+2 мкм обладает светочувствительностью 3,2 что в 16-20 раз больше интегральной светочувствительности слоев селена, в 1,6-1,7 раз слоев As-Se, и в 1,3-1,8 раз слоев As-Se-Sb. Ооласть спектрального распределения светочувствительности распространяется до 800 нм. При Л 700 нм абсолютная величина светочувствительности (250 ) составляет примерно 30% от максимального значения при Л 420-500 нм - 780 (фиг. 1, кривая 3). П р и м е р 2: Сплав системы А S 2 S е 3 - В i 2 S е , содержащий 1 мол.% Bi2Se размельчают и в количестве.

обеспечивающем при его испарении толщину слоя 25-30 мкм, загружают в тигель и устанавливают в вакуумную камеру. Материал подложки и способ ее подготовки аналогичен.примеру 1. Подложку устанавливают на термоплиту вакуумной камеры, откачивают вакуум до 1-10 - 1-10 1м .рт.ст, и поднимают температуру подложки до ISO+IO C. Температуру тигля устанавливают равной 360+5 0. Скорость конденсации при напылении слоя 1,5-2 мкм/мин. Полученный электрофотографический материал при толщине слоя 30+2м обладает интегральной светочувствительностью, равной 8 лкЪ-, что в 40-50 раз больше светочувствительности слоев селена (0,15-0,2 лк ч;-) , в 4 раза, больше светочувствительности слоев и в 3,3 - 4,4 рааа слоев As-Se-Sb . Область спектрального распределения светочувствительности распространяется до 900 им. Характерной особенностью этих слоев является то, что светочувствительность в длинноволновой области видимого света при А 650-700 нм меньше максимального значения светочувствительности в видимой области спектра при А 420-500 нм на 20-30% (,фиг. 1, кривая 5 h

Пример 3. ,Т1ля изготовления слоя используют сплав системы - BijSe, содержащий 2 мол.% В i Se-j .Последовательность операций аналогична примерам 1 , за исключением температуры тигля, которую устанавливают равной 400+5С.

Полученный электрофотографический материал при толщине слоя 30+2 мкм обладает интегрального светочувствительностью 5,5-6 лк с, что в JO37 раз больше светочувствительности слоев селена, в 2,7-3 раза больше светочувствительности слоев AsgSe. и в 2,3-3,3 раза слоев As-Se-Sb.

Область спектрального распределения светочувствительности распространяется до 900 нм. Светочувствительность при А 650-700 нм меньше максимального значения светочувствительности при 420-550 нм не больше, чем на 20-40% (фиг. 1, кривая 4).

Полученные электрофотографические слои системы AsrjSe - BigSe указанных составов способны заряжаться до потенциала не менее 20-30 В/мкм. Время полуспада предельного потенциала от 10 до 70 с. Проверка параметров слоев в течение года показеша, что они являются стабильными. Совокупность этих свойств наряду с высокой интегральной светочувствительностью свидетельствуют о перспективности их применения в копировальномножительной аппаратуре.

Экономический эффект при применении слоев системы - BlgSe по сравнению с применяемыми в настоящее время слоями селена и триселенида мышьяка в электрографических, аппаратах может быть достигнут в результате увеличения производительности аппаратуры и уменьшения мощности узла экспонирования.

Ориентировочная- оценка экономического эффекта, учитывающая количество цилиндров на основе селена и триселенида мышьяка, требуемое для обеспечения в стране существующего парка электрографических копировально-множительных аппаратов ротационного типа, при замене их на цилиндры с фотопроводниковым слоем системы - Bi,jSe3 составляет примено 500 тыс. руб.

Формула изобретения

Электрофотографический материал, СОСТОЯЩИЙ, из электропроводящей подложки и нанесенного на нее неррганического фотополупроводника, отличающийся тем, что, с целью повышения светочувствительности во всей области спектра и расширения светочувствительности в инфракрасную область, фотополупроводниковый слой выполнен из сплава, содержащего 99,5-96 моЛ.% и. О, 5-2 мол.% .Bi,jSe.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

S.

Ш)

Ш 500 600 700 800 Х.нм

u.f

Фиг.2

S.OfTw.eff.

/